Isolert nøytral: hva det er og hvor det brukes

Foreløpig er en isolert nøytral vanskelig å finne i hverdagen, du vil aldri støte på det hvis du gjør ledninger i leiligheter. Mens den brukes aktivt i høyspentlinjer, så vel som i noen tilfeller i 380V-nettverk. Mer detaljert om hva et nettverk med en isolert nøytral er og hva dets funksjoner er, vil vi fortelle deg med enkle ord i denne artikkelen.

Hva det er

Definisjonen av "isolert nøytral" er gitt i Kapittel 1.7. PUE, i klausul 1.7.6. og GOST R 12.1.009-2009. Der det sies at en isolert nøytral kalles nøytral ved en transformator eller generator, ikke koblet til jordingsenhet generelt, eller når den er koblet til gjennom beskyttelsesenheter, målinger, alarm.

Nøytral er punktet der viklingene til transformatorer eller generatorer er koblet til når de er koblet i en "stjerne" krets.

Det er en misforståelse blant elektrikere at det forkortede navnet for isolert nøytral er IT-system

, i henhold til klassifiseringen av s. 1.7.3. Noe som ikke er helt sant. Samme avsnitt sier at betegnelsene TN-C / C-S / S, TT og IT er vedtatt for nett og elektriske installasjoner med spenninger opp til 1 kV.

I samme kapittel 1.7 i PUE er det klausul 1.7.2. hvor det sies at med hensyn til elektriske sikkerhetstiltak er elektriske installasjoner delt inn i 4 typer - isolert eller solid jordet opp til 1 kV og over 1 kV.

Dermed er det noen forskjeller i sikkerheten og anvendelsen av et slikt nettverk i ulike spenningsklasser og det er i hvert fall feil å kalle en 10 kV linje med et isolert nøytralt "IT-system". Skjønt skjematisk - nesten det samme.

I nettverk opp til 1 kV

Generell informasjon

La oss finne ut hvor, hvordan og i hvilke tilfeller en isolert nøytral brukes i elektriske installasjoner med spenninger opp til 1000 V, det såkalte IT-systemet. I PUE kapittel 1.7. NS. 1.7.3. en definisjon som ligner på den ovenfor er gitt, men den er litt annerledes. Det står at hus og andre ledende deler i IT-installasjoner skal jordes. La oss se hvordan det ser ut i diagrammet.

Siden nøytralen til IT-nettverkstransformatoren ikke er koblet til jord, så har vi forenklet sagt ingen farlig potensialforskjell mellom jord- og faseledere. Og det er trygt å berøre 1 strømførende ledning i IT-systemet ved et uhell. På grunn av den relativt lave spenningen blir den kapasitive konduktansen til fasene neglisjert her.

I nettverk med en isolert nøytral er det ingen uttalt fase og null - begge lederne er like.

Strømmen gjennom menneskekroppen er lik:

Jeg_h = 3U_f/(3r_h+ z)

U_f - fasespenning; r_h - motstanden til menneskekroppen (tatt 1 kOhm); z er den totale isolasjonsmotstanden til fasen i forhold til jord (100 kΩ eller mer per fase).

Strømmen går i dette tilfellet tilbake til strømforsyningen gjennom isolasjonen av ledningene, og ikke til bakken, slik tilfellet er med TN.

Siden isolasjonsmotstanden er mer enn 100 kOhm per fase, vil strømmen gjennom kroppen være enheter på milliampere, som ikke vil forårsake skade.

Den neste egenskapen til dette systemet er at lekkasjestrømmene til rammen og kortslutningsstrømmene til jord vil være lave. Som et resultat av dette fungerer ikke beskyttelsesautomatikk (relé eller effektbrytere) på den måten vi er vant til i nettverk med solid jordet nøytral. Men overvåkingssystemet for isolasjonsmotstanden utløses.

Følgelig, med en enfaset lukking av en trefaseledning, vil systemet fortsette å fungere. I dette tilfellet øker spenningen på de to gjenværende ledningene i forhold til bakken. Hvis en person berører fasetråden, faller han under linjespenning.

I forbindelse med denne designen, i et nettverk med en isolert nøytral, er det ikke to typer spenning, i motsetning til en solid jordet, hvor mellom fasene U_lineær (i hverdagen 380V), og mellom fase og null U_fase (220V). For å koble en enfaselast til IT-nettverket med en spenning på 380V, kan du bruke nedtrappingstransformatorer av typen 380/220 og koble enheter mellom de to fasene til linjespenning.

Anvendelsesområde

La oss snakke om hvor en slik løsning brukes. Dette strømforsyningssystemet ble brukt i innenlandske strømnett for å overføre elektrisitet til boligbygg under sovjettiden. Spesielt for elektrifisering av trehus, hvor bruk av en solid jordet nøytral økt brannfaren ved jordfeil.

Fra et elektrisk sikkerhetssynspunkt er forskjellen mellom en isolert og en solid jordet nøytral i strømforsyningen til hus at hvis i et IT-nettverk en av lederne vil berøre jordede ledende deler, for eksempel veggbeslag eller vannrør, nettverket vil fortsette å fungere på grunn av lav strøm lekkasjer.

Følgelig vil verken beboerne eller noen andre få vite om problemet, før noen ikke får elektrisk støt mens noen berører en av ledningene og rørledningen.

I et system med solid jordet nøytral vil i det minste differensialbeskyttelsen fungere, og i tilfelle en "god" metallkrets vil strømbryteren slå seg av. Med begynnelsen av massekonstruksjonen av panelhus (de såkalte Khrusjtsjov), ble den forlatt og på 60-80-tallet byttet de til TN-C, og på slutten av 90-tallet TN-C-S, les om årsakene nedenfor.

Foreløpig brukes isolert nøytral der det er nødvendig for å gi økt sikkerhet eller det ikke er mulig å gjøre normalt jording, nemlig:

• Til sjøs - på skip, olje- og gassproduksjonsplattformer, hvor bruken av plattformskroget som jording er umulig på grunn av anodisk beskyttelse, og på steder der strøm strømmer inn i vannet, vil det begynne å ruste intensivt og råtne.
• I gruver og andre steder for gruvedrift (med en spenning på 380-660V).
• I undergrunnen.
• På lys- og styrekretser i stasjonære kraner mv.
• Også i husholdningsbensin-, gass- eller dieselgeneratorer er det den isolerte nøytralen ved utgangsterminalene.

Det finnes ikke bare i formen som vi har vist i diagrammet ovenfor, men også i form av nedtrappings- og isolasjonstransformatorer, som brukes til å drive strøm. bærbare belysningsenheter (ikke mer enn 50V eller 12V PTEEP klausul 2.12.6.) og annet utstyr eller verktøy, inkludert de som de arbeider med i lukkede og fuktige omgivelser lokaler.

La oss oppsummere

Vi fant ut hvorfor en isolert nøytral opp til 1 kV er nødvendig, nå lister vi fordelene og ulempene med et strømforsyningssystem med en isolert nøytral for vannkoker i elektrisk.

Fordeler med å bruke:

1. Større sikkerhet.
2. Stor pålitelighet, noe som gjør den egnet for for eksempel sykehusbelysning.
3. Den økonomiske faktoren er at i et trefasenettverk med en isolert nøytral kan elektrisitet overføres ved å bruke minst mulig antall ledninger - tre.
4. Systemet vil fortsette å operere på enfase jordfeil.

Ulemper:

1. Ved jordfeil øker faren for bruk etter hvert som strømforsyningen fortsetter.
2. Små kortslutningsstrømmer.
3. Det er ingen gnister under den primære kortslutningen.

I nettverk over 1000 V

Foreløpig brukes isolert nøytral oftest i nettverk med mellomspenningsklasse (1-35 kV). For et nettverk på 110 kV og over - døvt jordet. På grunn av det faktum at med en kortslutning til bakken, øker spenningen, som det ble sagt, til lineær, så i en 110 kV kraftoverføringslinje er fasespenningen (mellom bakken og fasetråden) 63,5 kV. Dette er spesielt viktig ved kortslutning til jord, og lar deg redusere kostnadene for isolasjonsmaterialer.

Forresten, i en transformatorstasjon med høyere spenning opptil 35 kV, er primærviklingene til transformatorene koblet i en trekant, der det ikke er noen nøytral som sådan.

Lave kortslutningsstrømmer og evnen til å jobbe med enfase kortslutning på luftledninger er spesielt viktig i distribusjonsnettverk og lar deg organisere en uavbrutt strømforsyning. I dette tilfellet forblir skiftvinkelen mellom fasene som gjenstår i drift uendret - ved 120˚.

Ved spenninger på tusenvis av volt kan den kapasitive konduktansen til fasene ikke neglisjeres. Derfor er det farlig for menneskeliv å berøre ledningene til luftledninger. I normalmodus bestemmes strømmene i kildefasene av summen av belastningene og de kapasitive strømmene i forhold til bakken, mens summen av de kapasitive strømmene er null og strømmen går ikke gjennom bakken.

Hvis vi utelater noen detaljer for å presentere det på et språk som er forståelig for nybegynnere, nærmer spenningen seg i forhold til bakken til den skadede fasen med en kortslutning til bakken null. Siden spenningene til de to andre fasene øker til lineære verdier, øker deres kapasitive strømmer med √3 (1,73) ganger. Som et resultat er den kapasitive strømmen til en enfaset kortslutning 3 ganger høyere enn den normale. For eksempel, for en 10 kV luftledning med en lengde på 10 km, er den kapasitive strømmen omtrent 0,3 A. Når en fase er lukket til jord gjennom en bue, som et resultat av ulike fenomener, oppstår farlige overspenninger opp til 2-4U_f, som fører til nedbryting av isolasjonen og fase-til-fase kortslutning.

For å utelukke muligheten for forekomst buer og eliminering av mulige konsekvenser, er nøytralen koblet til bakken gjennom bueundertrykkelsesreaktoren. I dette tilfellet velges induktansen i henhold til kapasiteten på stedet for kortslutningen til bakken, og også slik at den sikrer driften av relébeskyttelsen.

Derfor, takket være reaktoren:

1. Reduserer mye I_kz.
2. Buen blir ustabil og toner raskt ut.
3. Spenningsoppbyggingen etter bueslukking bremses ned, noe som reduserer sannsynligheten for ny lysbue og byttestrøm.
4. Negative sekvensstrømmer er små, derfor har deres effekt på den roterende rotoren til generatoren ingen signifikant effekt.

La oss liste opp fordeler og ulemper med høyspentnettverk med isolert nøytral.

Fordeler:

1. I noen tid kan den fungere i nødmodus (med kortslutning til bakken)
2. På steder med feil vises en ubetydelig strøm, forutsatt at strømkapasiteten er lav.

Ulemper:

1. Problemdeteksjon er mer komplisert.
2. Behovet for å isolere installasjoner for nettspenning.
3. Hvis kortslutningen fortsetter i lang tid, kan en person bli skadet av elektrisk støt hvis han faller under trinnspenning.
4. Ved 1-fase kortslutninger er normal drift ikke sikret relébeskyttelse. Størrelsen på lukkestrømmen avhenger direkte av kretsens forgrening.
5. På grunn av akkumulering av isolasjonsfeil fra effekten av lysbueoverspenninger på den, reduseres levetiden.
6. Skader kan oppstå flere steder på grunn av isolasjonsbrudd, både i kabler og i elektriske motorer og andre deler av en elektrisk installasjon.

Dette avslutter oversikten over operasjonsprinsippet og funksjonene til nettverk med isolert nøytral. Hvis du vil supplere artikkelen eller dele din erfaring - skriv i kommentarfeltet, vi vil definitivt publisere den!

Relatert materiale:

• Årsaker til kortslutning
• Hvordan lage jording i et privat hus
• Hva er forskjellen mellom jording og jording